(三明廈沙高速公路有限責(zé)任公司，三明365000)

三明永武高速公路洪田互通C匝道滑坡成因分析及整治對策

■邱向斌

(三明廈沙高速公路有限責(zé)任公司，三明365000)

高速公路互通選址原則一般是靠近市、縣及鎮(zhèn)周邊附近，因匝道彎道等原因，一般選擇地形相對較平緩地段，但是對于山區(qū)地形較平緩區(qū)域，山體地質(zhì)條件均較差，邊坡開挖過后容易形成地質(zhì)災(zāi)害等。本文在分析永武高速公路C匝道滑坡區(qū)工程地質(zhì)的基礎(chǔ)上，闡述了滑坡的變形特征、性質(zhì)，并探討了滑坡的成因。分析認(rèn)為高速公路匝道路塹邊坡的臨空面大小及地下水對邊坡病害演變?yōu)榛缕鸬街陵P(guān)重要的作用，針對滑坡的病害特征，對該滑坡工程提出整治對策。期望對類似高速公路互通區(qū)邊坡的加固工程有借鑒意義。

滑坡病害類土質(zhì)邊坡錨固工程抗滑樁

1 引言

永武高速公路洪田互通C匝道邊坡位于線路右側(cè)，邊坡最大高度約28m；邊坡第一級(jí)平臺(tái)寬9m，有村道通過；邊坡第二級(jí)平臺(tái)寬2m，埋設(shè)供水管一道及地方水渠一條，供水管有漏水現(xiàn)象，排水渠存在積水現(xiàn)象。邊坡單級(jí)高為8m，第一級(jí)坡率1∶1，采用錨索地梁和拱形窗孔護(hù)面墻防護(hù)；該第二級(jí)邊坡坡率1∶1.25，采用錨索地梁和拱形窗孔護(hù)面墻防護(hù)；第三級(jí)邊坡坡率1∶1.25，采用錨索框架及錨索十字板加固防護(hù)。邊坡工程地質(zhì)平面圖見圖1。

圖1 洪田C匝道滑坡工程地質(zhì)平面圖

2 工程地質(zhì)概況

2.1 地形地貌

邊坡場區(qū)為低山地貌，匝道路面與山頂相對高差約100m，塹頂自然山坡坡度由緩變陡，由20°漸變?yōu)?0°，植被發(fā)育見圖1。

2.2 地層巖性

本邊坡山體場區(qū)地表覆蓋層為坡積層，基巖為砂巖，地層相對簡單。主要工程地質(zhì)條件如下：坡殘積粉質(zhì)粘土呈黃褐色，以黏粉粒為主；下覆全風(fēng)化至碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化砂巖，碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化為粉砂狀結(jié)構(gòu)，薄至中厚層狀，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙發(fā)育，最大揭露厚度約15m；基巖為中風(fēng)化砂巖，粉砂狀結(jié)構(gòu)，巖芯較完整。

2.3 水文地質(zhì)特征

場區(qū)地下水主要有第四系孔隙水、基巖裂隙水兩種類型。第四系孔隙潛水主要賦存于沖溝粉質(zhì)粘土中，基巖裂隙水主要賦存于基巖裂隙中，富水性較強(qiáng)，透水性一般，直接受大氣降水補(bǔ)給，具有明顯季節(jié)特征。

受第一級(jí)邊坡平臺(tái)(地方便道)坡腳側(cè)供水管道漏水影響，第一級(jí)邊坡地下水位較高，孔口基本可見地下水位線。地下水豐富。

3 變形破壞特征

3.1 結(jié)構(gòu)變形

第一級(jí)邊坡中部地梁上有少量錨索錨頭崩斷，第二級(jí)邊坡中部地梁錨索崩斷較多，且錨索崩斷較為集中，第三級(jí)邊坡中部框架及十字板錨索少量崩斷。

3.2 地表變形

第三級(jí)邊坡錨索框架梁頂未防護(hù)區(qū)域坡面有溜塌，裂縫最大30cm，下錯(cuò)20cm，溜塌體堆積于錨索框架頂梁上。距塹頂平距約40m處的自然山坡發(fā)現(xiàn)張拉裂縫(高壓電線桿位置)，裂縫寬度約40cm，具有錯(cuò)臺(tái)，錯(cuò)臺(tái)高度約40cm，延伸長度約100m；CK0+300～+370段有兩道裂縫，其中下部裂縫較老，目前有新的變形發(fā)展，向兩側(cè)延伸約40m?；掠疫吔缫栏郊扔袥_溝，呈直接切下，延伸52m，滑坡左邊界裂縫延伸較短，有一定的下切趨勢。

3.3 深孔監(jiān)測變形

坡體深部位移監(jiān)測顯示，滑坡主軸斷面3個(gè)監(jiān)測孔滑動(dòng)變形跡象不明顯，滑坡的變形主要以蠕動(dòng)擠壓為主。

3.4 排水工程變形

公路邊溝內(nèi)側(cè)開裂，延伸約5m，同時(shí)邊溝靠山側(cè)有剪出跡象。邊坡右側(cè)截水天溝有擠壓開裂跡象。

邊坡的各種變形破壞現(xiàn)狀表明邊坡已演變?yōu)橐?guī)模更大、破壞更強(qiáng)的滑坡，該邊坡的各種變形有相互聯(lián)系性，各種變形具有相對集中性及條帶性，邊坡發(fā)生變形的側(cè)界、后緣拉裂縫及剪出口位置較為明顯。

4 滑坡病害成因分析

本邊坡中厚層的類土質(zhì)邊坡，根據(jù)其變形現(xiàn)狀、工程地質(zhì)條件及防護(hù)工程變形等分析，坡體發(fā)生變形主要原因如下：

(1)C匝道滑坡所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體風(fēng)化劇烈，地層層理混亂，滑坡體中存在軟弱夾層等為滑坡發(fā)生的地質(zhì)基礎(chǔ)之一。

(2)組成滑坡體的巖層為砂巖，屬于透水巖層，且強(qiáng)風(fēng)化層較厚，有利于地表水的下滲補(bǔ)給地下水，而軟弱夾層(碳質(zhì)頁巖)透水性差，形成相對隔水帶，容易遇水浸泡而形成軟弱帶，抗剪強(qiáng)度降低，這也是發(fā)生滑坡的地質(zhì)基礎(chǔ)之一。

(3)邊坡前期發(fā)生的變形引發(fā)塹頂自然山坡張拉裂縫未及時(shí)發(fā)現(xiàn)并封閉，引起滑坡巖土體節(jié)理裂隙進(jìn)一步張開，地表水容易補(bǔ)給地下水，致使滑動(dòng)面長期受水浸泡，降低滑帶巖土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，同時(shí)由于地表水容易補(bǔ)給地下水增加了滑坡體的動(dòng)靜水壓力及引起滑體的有效應(yīng)力降低，誘發(fā)了滑坡的發(fā)生。

(4)塹頂自然山坡匯水面積較大，地貌遭人為改造，形成階梯狀，地表徑流條件差，地表水容易、快速下滲補(bǔ)給坡體地下水，惡化坡體穩(wěn)定條件，這也是發(fā)生滑坡的誘發(fā)因素之一。

(5)第一級(jí)邊坡平臺(tái)埋設(shè)地方供水管道，管道有漏水現(xiàn)象，致使平臺(tái)以下地下水位較高，長期浸水，致使坡腳巖土體抗剪強(qiáng)度降低，觸發(fā)滑坡的發(fā)生，這是滑坡發(fā)生的人為因素之一。

5 滑坡穩(wěn)定性分析

5.1 滑坡穩(wěn)定性定性分析

根據(jù)現(xiàn)階段滑坡的變形情況、邊坡錨固工程的破壞狀況等綜合分析，C匝道邊坡目前處于蠕動(dòng)擠壓階段至滑移階段，滑坡后緣裂縫明顯，坡腳具有一定的剪切現(xiàn)象，但是滑坡側(cè)界裂縫尚不明顯，目前滑坡評(píng)估穩(wěn)定度1.0～1.05[1]，從穩(wěn)定性分析角度判斷滑坡處于穩(wěn)定性較差階段。

5.2 滑坡穩(wěn)定性定量分析

邊坡穩(wěn)定性定量計(jì)算采用較為嚴(yán)格的剛體極限平衡方法——Morgensten&Price法計(jì)算，巖土強(qiáng)度指標(biāo)參數(shù)采用反算分析方法[2]。結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告有關(guān)滑帶巖土的成果資料，具體選用綜合確定本滑坡體各級(jí)滑帶巖土的強(qiáng)度指標(biāo)、計(jì)算滑坡推力及穩(wěn)定系數(shù)如表1?；路€(wěn)定性計(jì)算、主滑帶參數(shù)反算見圖2，滑坡推力計(jì)算見圖3。

表1 滑帶強(qiáng)度指標(biāo)與滑坡推力計(jì)算成果表

圖2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算、主滑帶參數(shù)反算

圖3 工程措施施做后，滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

6 滑坡工程整治對策

本邊坡原設(shè)計(jì)錨索地梁、錨索框架防護(hù)。根據(jù)目前邊坡變形量化計(jì)算與定性分析，本病害工程治理主要采用錨索地梁及錨墩、錨索抗滑樁結(jié)合排水工程等綜合治理[3-4]。

(1)邊坡病害的整體穩(wěn)定主要采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁進(jìn)行支擋加固(如圖4所示)。

(2)坡面穩(wěn)定及抗滑樁上部邊坡的穩(wěn)定，主要采用預(yù)應(yīng)力錨索地梁及框架進(jìn)行防護(hù)(如圖5所示)。

圖4 C匝道滑坡工程布置典型斷面圖

圖5 C匝道滑坡工程布置立面圖

(3)排水系統(tǒng)主要為地表排水及坡體排水。為改善巖土體力學(xué)指標(biāo)，減小地下水對巖土體的工程地質(zhì)影響，主要措施為：

對損壞的截水天溝進(jìn)行修復(fù)，同時(shí)對第一級(jí)平臺(tái)(地方道路排水渠)的排水溝進(jìn)行修復(fù)，同時(shí)對坡腳的供水管道進(jìn)行遷移，以免再次發(fā)生漏水而浸泡坡體；在塹頂自然山坡滑坡周界外側(cè)布設(shè)一道截水天溝，并根據(jù)實(shí)際地形將地表水排至自然溝谷。邊坡第一級(jí)坡腳設(shè)置平孔排水，降低地下水影響。

(4)工程施工完畢后，制定工后1年的深部位移監(jiān)測工作，深部位移監(jiān)測表明滑坡體應(yīng)力逐漸調(diào)整至變形曲線收斂，滑坡體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)[5]。

7 結(jié)語

通過對永武高速公路洪田互通C匝道滑坡病害成因的分析，針對該滑坡的工程地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)上應(yīng)加大重視，施工上應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行刷方一級(jí)加固一級(jí)的原則，避免對邊坡的擾動(dòng)，減少坡體結(jié)構(gòu)的破壞，錨固工程銜接不上，在降雨影響下引發(fā)大規(guī)模的順層滑坡。C匝道滑坡治理的順利完工因采用迅速、經(jīng)濟(jì)、快捷的措施，未影響到永武高速的正常通車，經(jīng)過工后一年的安全監(jiān)測，坡體趨于穩(wěn)定，坡體應(yīng)力調(diào)整也趨于穩(wěn)定，滑坡的治理達(dá)到預(yù)期的目的。

[1]王恭先,徐峻齡,劉光代，等.滑坡學(xué)與滑坡防治技術(shù)[M].北京:中國鐵道出版社,2004.

[2]廖小平，朱本珍，王建松，等.路塹邊坡工程理論與實(shí)踐[M].北京:中國鐵道出版社,2012.

[3]張亮，廖小平，等.福寧高速公路八尺門滑坡病害分析與整治對策[J].鐵道建筑,2010,6:83-85.

[4]楊明亮,袁從華,駱行文,姚海林，等.高速公路路塹邊坡順層滑坡分析與治理[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2005,23:4383-4389.

[5]黃祥談，廖小平，程建軍，等.基于動(dòng)態(tài)深部位移監(jiān)測的高速公路路塹邊坡穩(wěn)定狀態(tài)評(píng)估[J].道路工程,2010,6:82-88.